【linux高级程序设计】（第十一章）System V进程间通信 3

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信号量通信机制

可以看到，跟消息队列类似，也是包括两个结构。

int semget (key_t __key, int __nsems, int __semflg) : 创建信号量集合

第一个参数：ftok产生的key值

第二个参数：创建的信号量个数

第三个参数：权限信息

创建信号量例子：

#include<stdio.h>

#include<unistd.h>

#include<stdlib.h>

#include<sys/ipc.h>

#include<sys/sem.h>

#include<sys/types.h>

int main(int argc, char * argv[])

{

    int sem;

    key_t key;

    if((key = ftok(".",'B'))==-)

    {

        perror("ftok");

        exit(EXIT_FAILURE);

    }

    if((sem = semget(key, , IPC_CREAT|)) == -)

    {

        perror("semget");

        exit(EXIT_FAILURE);

    }

    printf("sem1 id is: %d\n", sem);

    semctl(sem, , IPC_RMID, (struct msquid_ds*));  //删除信号量集合

    return ;

}

int semctl (int __semid, int __semnum, int __cmd, ...) ：控制信号量集合、信号量

第一个参数：要操作的信号量集合标识

第二个参数：信号量编号。如果操作整个信号量集合无意义；如果是某个信号量，为信号量下标。

第三个参数：执行的操作。如果对整个集合操作，则包括：IPC_RMID, IPC_SET, IPC_STAT, IPC_INFO

如果是对某个或某些信号量操作，则包括GETPID、GETVAL、GETALL、GETNCNT、GETZCNT、SETVAL、SETALL.具体见图

设置读取信号量的例子

#include<stdio.h>

#include<sys/types.h>

#include<sys/sem.h>

#include<errno.h>

#define MAX_SEMAPHORES 5

int main(int argc, char *argv[])

{

    int i, ret, semid;

    unsigned short sem_array[MAX_SEMAPHORES];

    unsigned short sem_read_array[MAX_SEMAPHORES];

    union senmun

    {

        int val;

        struct semid_ds *buf;

        unsigned short *array;

    }arg;

    //创建信号量集合

    semid = semget(IPC_PRIVATE, MAX_SEMAPHORES, IPC_CREAT|);

    if(semid != -)

    {

        //初始化

        for(i = ; i < MAX_SEMAPHORES; i++)

            sem_array[i] = (unsigned short)(i + );

        arg.array = sem_array;

        //设置所有信号量的值

        ret = semctl(semid, , SETALL, arg);

        if(ret == -)

            printf("SETALL failed (%d)\n", errno);

        arg.array = sem_read_array;

        //获取所有信号量的值

        ret = semctl(semid, , GETALL, arg); //获取所有信号量的值

        if(ret == -)

            printf("GETALL failed (%d)\n", errno);

        for(i = ; i < MAX_SEMAPHORES; i++)

            printf("Semaphore %d, value %d\n", i, sem_read_array[i]);

        //逐次获取信号量值

        for(i = ; i < MAX_SEMAPHORES; i++)

        {

            ret = semctl(semid, i, GETVAL);

            printf("Semaphore %d, value %d\n", i, sem_read_array[i]);

        }

        //删除信号量集合

        ret = semctl(semid, , IPC_RMID);

    }

    else

    {

        printf("Could not allocate semaphore (%d)\n", errno);

    }

    return ;

}

int semop (int __semid, struct sembuf *__sops, size_t __nsops) ：操作信号量

第一个参数：要操作的信号量集合ID

第二个参数

struct sembug{

    unsigned short sem_num;

    short sem_op;

    short sem_flg;

};

sem_num :操作的信号量编号
sem_op :用于信号量的操作，正数表示增加信号量的值；负数表示减小信号量的值；0表示测试当前值是否为0
sem_flg :操作标识，IPC_NOWAIT,如果等待立即返回；SEM_UNDO,当进程退出后，该进程对sem进行的操作将被撤销。

下面的代码，对信号量1做P操作(get)，对信号量2做V操作(release)

struct sembuf sops[];

sops[].sem_num = ;

sops[].sem_op = -;

sops[].sem_flg = ;

sops[].sem_num = ;

sops[].sem_op = ;

sops[].sem_flg = ;

semop(mysemid, sops, )

信号量解决生产者消费者问题，设有100个空位的缓冲池。

下面代码，经验证可用。

生产者代码：

#include<unistd.h>

#include<stdlib.h>

#include<stdio.h>

#include<sys/types.h>

#include<sys/ipc.h>

#include<sys/sem.h>

#include<errno.h>

int sem_id;

void init()

{

    key_t key;

    int ret;

    unsigned short sem_array[];

    union semun

    {

        int val;

        struct semid_ds *buf;

        unsigned short *array;

    }arg;

    key = ftok(".",'s');

    sem_id = semget(key, , IPC_CREAT|);

    sem_array[] = ;   //0号下标 生产者

    sem_array[] = ;

    arg.array = sem_array;

    ret = semctl(sem_id, , SETALL, arg);  //初始化

    if(ret == -)

        printf("SETALL failed (%d)\n", errno);

    printf("productor init is %d\n", semctl(sem_id, , GETVAL));

    printf("space init is %d\n\n", semctl(sem_id, , GETVAL));

}

void del()

{

    semctl(sem_id, , IPC_RMID);

}

int main(int argc, char *argv[])

{

    struct sembuf sops[];

    sops[].sem_num = ;

    sops[].sem_op = ;          //生产者数量加一

    sops[].sem_flg = ;

    sops[].sem_num = ;

    sops[].sem_op = -;         //消费者数量减一

    sops[].sem_flg = ;

    init();

    printf("this is productor\n");

    while()

    {

        printf("\n\nbefore produce:\n");

        printf("productor number is %d\n", semctl(sem_id, , GETVAL));

        printf("space init is %d\n\n", semctl(sem_id, , GETVAL));

        semop(sem_id, (struct sembuf *)&sops[], );  //先预定一个空位

        printf("now producing.....\n");

        semop(sem_id,(struct sembuf *)&sops[], ); //生产出一个产品 释放一个产品

        printf("\nafter produce:\n");

        printf("productor number is %d\n", semctl(sem_id, , GETVAL));

        printf("space number is %d\n", semctl(sem_id, , GETVAL));

        sleep();

    }

    del();

}

消费者代码：

#include<unistd.h>

#include<stdlib.h>

#include<stdio.h>

#include<sys/types.h>

#include<sys/ipc.h>

#include<sys/sem.h>

#include<errno.h>

int sem_id;

void init()

{

    key_t key;

    key = ftok(".", 's');

    sem_id = semget(key, , IPC_CREAT|);

}

int main(int argc, char *argv[])

{

    init();

    struct sembuf sops[];

    sops[].sem_num = ;

    sops[].sem_op = -;          //产品数量减一

    sops[].sem_flg = ;

    sops[].sem_num = ;

    sops[].sem_op = ;         //空位数量加一

    sops[].sem_flg = ;

    printf("this is customer\n");

    while()

    {

        printf("\n\nbefore consume:\n");

        printf("productor is %d\n", semctl(sem_id, , GETVAL));

        printf("space is %d\n", semctl(sem_id, , GETVAL));

        semop(sem_id, (struct sembuf *)&sops[], ); //预定一个要消费的产品

        printf("now consuming.....\n");

        semop(sem_id,(struct sembuf *)&sops[], ); //增加一个空位

        printf("\nafter consume:\n");

        printf("productor is %d\n", semctl(sem_id, , GETVAL));

        printf("space is %d\n", semctl(sem_id, , GETVAL));

        sleep();

    }

}